鋰離子電池正極材料LiFePO-,4-的微波合成與其改性研究.pdf

1、當今能源和環(huán)境問題日漸突出，同時隨著科技的迅猛發(fā)展對電池的性能提出了更高的要求。LiFePO4作為新一代的鋰離子電池正極材料，因其結構穩(wěn)定、來源廣泛、價格低廉、安全性能好、對環(huán)境無污染、理論容量高等優(yōu)點而成為目前各國的研究熱點。電子電導率低和鋰離子擴散速率慢是影響LiFePO4性能的主要因素，本文采取新的碳源和高價金屬陽離子摻雜等手段對LiFePO4進行了微波合成與改性，得到了具有優(yōu)異電化學性能的LiFePO4復合正極材料。利用XRD、

2、SEM和TEM等測試方法對正極材料的相組成和微觀形貌進行了分析，組裝扣式電池后，采用恒流充放電技術測試其電化學性能。 以檸檬酸為碳源合成的LiFePO4/C正極材料，當添加10wt％檸檬酸時材料的電化學性能最好，在0.1C倍率下首次放電比容量最高，達到141.63 mAh·g-1，10次循環(huán)后比容量保持在134.33 mAh·g-1，僅損失5.16％；在0.3C和1C倍率下的首次放電比容量分別為116.54 mAh·g-1和87

3、.21 mAh·g-1，循環(huán)性能較好。 以PAM為碳源合成的LiFePO4/C正極材料，當添加5wt％PAM時在0.1C倍率下的首次放電比容量最高，為150.22 mAh·g-1，循環(huán)10次后放電比容量為104.71mAh·g-1，容量衰減較多。在0.3C和1C倍率下的首次放電比容量分別為95.15mAh·g-1和57.21 mAh·g-1，其高倍率放電容量和循環(huán)性能都不是很好。 以TiO2為金屬離子添加物合成了LiFe

4、PO4/Ti4+正極材料，當摻雜1％Ti4+時樣品的性能最佳，在0.1C倍率下的首次放電比容量為123.08 mAh·g-1，第10次循環(huán)的放電比容量為116.63 mAh·g-1；在0.3C和1C倍率下的首次放電比容量分別為97.92 mAh·g-1和59.38 mAh·g-1，循環(huán)性能良好。 合成了LiFePO4/(C+Ti4+)復合正極材料，以添加5％檸檬酸和摻雜1％Ti4+的樣品的電化學性能最好，在0.1C下的首次放電比